(57)【要約】【課題】単純な構成で、減衰が大きく、かつばね定数を広範囲にかつ容易に設定できるダンパ機構を備えた高精度な位置決めテーブルを提供する。【解決手段】位置決めテーブルは、外周面にねじ溝１３ａを有するボールねじ軸１３と、ねじ溝１３ａに配置されたボール１４と、ボール１４を介してボールねじ軸１３に対して相対的に回転および直線運動するボールねじナット１２と、そのボールねじナット１２が取り付けられたテーブル可動部１１と、ダンパ機構とを有している。ダンパ機構は、素線１ａを網状に編成した弾性体１と、その弾性体１に組み合わされたおもり２とを有している。【選択図】図３
2007198848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動機構と、
前記駆動機構により直線的に移動可能なテーブル可動部と、
前記テーブル可動部に取り付けられたダンパ機構とを備え、
前記ダンパ機構は、素線を網状に編成した弾性体と、前記弾性体に組み合わされたおもりとを有している、位置決めテーブル。
【請求項２】
前記おもりの運動方向を規制するための案内部材をさらに備えたことを特長とする、請求項１に記載の位置決めテーブル。
【請求項３】
前記おもりの運動方向の両側に前記弾性体を配置したことを特徴とする、請求項２に記載の位置決めテーブル。
【請求項４】
前記弾性体の少なくとも一方の面が凹凸面を有していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の位置決めテーブル。
【請求項５】
前記弾性体は前記テーブル可動部の移動方向に並ぶ複数の分割弾性体を有し、前記複数の分割弾性体の各々は、互いに前記素線の線径および前記素線の配置密度の少なくともいずれかにおいて異なることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の位置決めテーブル。
【請求項６】
前記駆動機構は、第１のねじ溝を有するボールねじ軸と、第２のねじ溝を有しかつ前記テーブル可動部に取り付けられたボールねじナットと、前記第１および第２のねじ溝に配置されたボールとを有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の位置決めテーブル。
【請求項７】
前記ダンパ機構は前記ボールねじナットに取り付けられていることを特徴とする、請求項６に記載の位置決めテーブル。
【請求項８】
前記駆動機構は、リニアモータであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の位置決めテーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置決めテーブルに関し、特に、駆動機構により直線的に移動可能なテーブル可動部を有する位置決めテーブルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボールねじ軸と循環ボールとを有する送りねじ装置は、たとえば特開２０００−２６６１５０号公報（特許文献１）に開示されたものがある。この公報の送りねじ装置では、ボールねじ軸に対して相対的に回転および直線移動する移動用ボールナットに、油圧ダンパを用いたダンパ機構が組み合わされている。
【０００３】
このダンパ機構は、ボールねじ軸と移動用ボールナットとの間に発生した軸方向の振動を速やかに減衰することで、テーブルの高速移動を可能としており、またテーブルの位置決めを高い精度で行うことが可能な高精度位置決めテーブルを実現している。
【特許文献１】特開２０００−２６６１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記公報に開示された送りねじ装置では、ダンパ機構が油の流動により減衰力を生じるため、この送りねじ装置をワークテーブルに利用するとき、油圧ダンパ機構が温度上昇などの環境変化により粘性が低下すると速やかな減衰ができなくなり、位置決め精度が低下する。
【０００５】
また油圧ダンパ機構は油によって周囲を汚染する可能性がある。
さらに油圧ダンパ機構の構造は複雑であるため、その組立て、調整およびメンテナンスが困難である。
【０００６】
それゆえ本発明の目的は、単純な構成で、減衰が大きく、かつばね定数を広範囲にかつ容易に設定できるダンパ機構を備えた高精度な位置決めテーブルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の位置決めテーブルは、駆動機構と、その駆動機構により直線的に移動可能なテーブル可動部と、そのテーブル可動部に取り付けられたダンパ機構とを備えている。そのダンパ機構は、素線を網状に編成した弾性体と、その弾性体に組み合わされたおもりとを有している。
【０００８】
本発明の位置決めテーブルによれば、弾性体は外力によって変形させられると、素線の弾性変形によるばね作用と、素線同士の間に作用する摩擦力による減衰作用とを生じる。このため、上記テーブル可動部の移動方向の振動が生じた際には、その振動によって弾性体が外力を受けて変形し、弾性体の上記ばね作用によっておもりが振動するとともに、弾性体の上記減衰作用によって振動を減衰させることができる。また弾性体に組み合わされたおもりにより質量が付加されているため、負荷容量を大きくでき、上記振動減衰の効果を向上させることができる。これにより、テーブル可動部を高速移動させたときの振動の速やかな減衰が可能となり、高速かつ高精度の位置決めが可能となる。
【０００９】
またダンパ機構が素線を網状に編成した弾性体とおもりとで構成されているため、油圧ダンパよりも構造を単純化することができ、その組立て、調整およびメンテナンスが容易となる。また素線を網状に編成した弾性体の素線の線径、形状、配置密度などを変えるこ
とによりばね定数を位置決め系の固有振動数に合わせて広範囲にかつ容易に設定することができる。またダンパ機構に油を用いないため、温度上昇などの環境変化が生じても速やかな減衰が可能であり、高精度の位置決めが実現できる。またダンパ機構に油を用いないため、油によって周囲が汚染されることもない。
【００１０】
上記の位置決めテーブルにおいて好ましくは、おもりの運動方向を規制するための案内部材がさらに備えられている。
【００１１】
これにより、おもりの運動方向以外の方向に振動が発生することを防止することができる。
【００１２】
上記の位置決めテーブルにおいて好ましくは、おもりの運動方向の両側に弾性体が配置されている。
【００１３】
これにより、弾性体によりおもりを両側から支持することができるとともに、両側の弾性体で振動を減衰させることができる。
【００１４】
上記の位置決めテーブルにおいて好ましくは、弾性体の少なくとも一方の面が凹凸面を有している。
【００１５】
これにより、振動を受ける面の面積を変えることができるため、その面積を変更することにより容易に弾性体の弾性係数を変更することができる。
【００１６】
上記の位置決めテーブルにおいて好ましくは、弾性体はテーブル可動部の移動方向に並ぶ複数の分割弾性体を有し、複数の分割弾性体の各々は、互いに素線の線径および素線の配置密度の少なくともいずれかにおいて異なる。
【００１７】
このように素線の線径や配置密度の異なる分割弾性体を組み合わせることにより、弾性体のばね定数を容易に調整することができる。
【００１８】
上記の位置決めテーブルにおいて好ましくは、駆動機構は、第１のねじ溝を有するボールねじ軸と、第２のねじ溝を有しかつテーブル可動部に取り付けられたボールねじナットと、第１および第２のねじ溝に配置されたボールとを有している。
【００１９】
これによりボールねじ駆動による駆動機構を有する位置決めテーブルにおいて、テーブル可動部の移動方向における振動を速やかに減衰させることが可能となり、高速かつ高精度の位置決めが可能となる。
【００２０】
上記の位置決めテーブルにおいて好ましくは、ダンパ機構はボールねじナットに取り付けられている。
【００２１】
このようにダンパ機構をボールねじナットに一体的に取り付けることにより、装置をコンパクトにすることができる。
【００２２】
上記の位置決めテーブルにおいて好ましくは、駆動機構はリニアモータである。
これによりリニアモータ駆動による駆動機構を有する位置決めテーブルにおいて、テーブル可動部の移動方向における振動を速やかに減衰させることが可能となり、高速かつ高精度の位置決めが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明の位置決めテーブルによれば、テーブル可動部の移動方向の振動が生じた際には、その振動によって弾性体が外力を受けて変形し、弾性体のばね作用によっておもりが振動するとともに、弾性体の減衰作用によって振動を減衰させることができる。また弾性体に組み合わされたおもりにより質量が付加されているため、負荷容量を大きくでき、上記振動減衰の効果を向上させることができる。これにより、テーブル可動部を高速移動させたときの振動の速やかな減衰が可能となり、高速かつ高精度の位置決めが可能となる。
【００２４】
またダンパ機構が素線を網状に編成した弾性体とおもりとで構成されているため、油圧ダンパよりも構造を単純化することができ、その組立て、調整およびメンテナンスが容易となる。また素線を網状に編成した弾性体の素線の線径、形状、配置密度などを変えることによりばね定数を位置決め系の固有振動数に合わせて広範囲にかつ容易に設定することができる。またダンパ機構に油を用いないため、温度上昇などの環境変化が生じても速やかな減衰が可能であり、高精度の位置決めが実現できる。またダンパ機構に油を用いないため、油によって周囲が汚染されることもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における位置決めテーブルの構成を概略的に示す部分断面図である。図１を参照して、本実施の形態の位置決めテーブルは、駆動機構（図示せず）と、その駆動機構により図中のテーブル移動方向に沿って直線的に移動可能なテーブル可動部１１と、そのテーブル可動部１１に取り付けられたダンパ機構とを主に備えている。そのダンパ機構は、素線（たとえば金属細線）１ａを網状に編成した弾性体１と、その弾性体に組み合わされたおもり２とを有している。
【００２６】
おもり２の移動方向（テーブル移動方向）の両側の各々に弾性体１が配置されている。これら２個の弾性体１の各々は、たとえばテーブル可動部１に直接固定されている。これにより、ダンパ機構がテーブル可動部１に直接取り付けられている。
【００２７】
また、おもり２の運動方向を規制するための案内部材としてリニアガイド２１がおもり２とテーブル可動部１１との間に設けられている。このリニアガイド２１により、おもり２は図中のテーブル移動方向にのみ運動するように、その運動方向を規制されている。すなわち、おもり２が振り子運動する方向とテーブル可動部１１の移動可能方向とが揃えられている。
【００２８】
上記の駆動機構は、テーブル可動部１１を図中のテーブル移動方向に直線的に移動させるものであればよく、たとえばボールねじ駆動、リニアモータ駆動などの駆動機構であってもよい。以下、駆動機構としてリニアモータ駆動を用いた場合と、ボールねじ駆動を用いた場合とについて説明する。
【００２９】
図２は、駆動機構としてリニアモータ駆動を用いた場合の本発明の実施の形態１における位置決めテーブルの構成を概略的に示す部分断面図である。図２を参照して、駆動機構は、リニアモータの可動子３１と、その可動子３１に対向して直線状に延びるリニアモータの固定子３２とを有している。可動子３１はテーブル可動部１１に固定されており、固定子３２はベース（固定板）１５に固定されている。
【００３０】
リニアモータには、リニア誘導モータ、リニア同期モータ、リニア直流モータなどがある。リニアモータの基本的な動作原理は回転型のモータと同じで、誘導型は磁界中に置かれた導体に電流を流したときに生じるローレンツ力を利用しており、同期型は磁極同士の
吸引・反発力を利用している。
【００３１】
このリニアモータの駆動により、可動子３１を固定子３２に対して相対的にその延在方向に直線的に移動させることができる。この可動子３１の移動により、可動子３１に固定されたテーブル可動部１１も固定子３２に対して相対的にその延在方向（図中のテーブル移動方向）に直線的に移動させることができる。
【００３２】
図３は、駆動機構としてボールねじ駆動を用いた場合の本発明の実施の形態１における位置決めテーブルの構成を概略的に示す部分断面図である。図３を参照して、駆動機構は、ボールねじナット１２と、ボールねじ軸１３と、複数のボール１４とを有している。ボールねじナット１２は、内周面に螺旋状のねじ溝１２ａを有しており、かつテーブル可動部１１に取り付けられている。ボールねじ軸１３は、外周面に螺旋状のねじ溝１３ａを有している。複数のボール１４は、互いに対向するねじ溝１２ａとねじ溝１３ａとにより構成されるボール転動路に装填されている。
【００３３】
ボールねじ軸１３は、その軸を中心に回転可能なようにベース（固定板）１５に支持されている。このボールねじ軸１３には、複数のボール１４を介してボールねじナット１２がねじはめられている。
【００３４】
このボールねじの駆動においては、ボールねじ軸１３をその軸を中心として回転させることで、ボールねじナット１２をボールねじ軸１３に対して相対的にその軸方向に直線的に移動させることができる。このボールねじナット１２の移動により、ボールねじナット１２に固定されたテーブル可動部１１もボールねじ軸１３に対して相対的にその軸方向（図中のテーブル移動方向）に直線的に移動させることができる。
【００３５】
本実施の形態によれば、テーブル可動部１１の移動時にその移動方向の振動が生じた場合、その振動を受けて、素線１ａの弾性変形によるばね作用によっておもり２は振り子運動をする。その振り子運動の際に弾性体１は変形し、その変形によって素線１ａ同士の間に摩擦力が作用し、その摩擦力によって振動を減衰する作用が生じる。これにより振動を減衰させることができる。また弾性体１に組み合わされたおもり２により質量が付加されているため、負荷容量を大きくでき、上記振動減衰の効果を向上させることができる。これにより、テーブル可動部１１を高速移動させたときの振動の速やかな減衰が可能となり、高速かつ高精度の位置決めが可能となる。
【００３６】
またダンパ機構が素線１ａを網状に編成した弾性体１とおもり２とで構成されているため、油圧ダンパよりも構造を単純化することができ、その組立て、調整およびメンテナンスが容易となる。また素線１ａを網状に編成した弾性体１の素線１ａの線径、形状、配置密度などを変えることによりばね定数を位置決め系の固有振動数に合わせて広範囲にかつ容易に設定することができる。またダンパ機構に油を用いないため、温度上昇などの環境変化が生じても速やかな減衰が可能であり、高精度の位置決めが実現できる。またダンパ機構に油を用いないため、油によって周囲が汚染されることもない。
【００３７】
また、おもり２の運動方向を規制するためのリニアガイド２１が設けられているため、おもり２の運動方向以外の方向に振動が発生することを防止することができる。
【００３８】
また、おもり２の運動方向の両側に弾性体１が配置されているため、弾性体１によりおもり２を両側から支持することができるとともに、両側の弾性体１で振動を減衰させることができる。
【００３９】
（実施の形態２）
実施の形態１においては、弾性体１とおもり２とを有するダンパ機構がテーブル可動部１１に直接取り付けられた構成について説明したが、駆動機構としてボールねじ駆動を用いた場合には、ダンパ機構はボールねじナットに一体的に取り付けられていてもよい。以下、その構成について説明する。
【００４０】
図４は、本発明の実施の形態２における位置決めテーブルの構成を概略的に示す部分断面図である。図４を参照して、駆動機構は、ボールねじナット１２と、ボールねじ軸１３と、複数のボール１４とを有している。ボールねじナット１２は、内周面に螺旋状のねじ溝１２ａを有しており、かつテーブル可動部１１に取り付けられている。ボールねじ軸１３は、外周面に螺旋状のねじ溝１３ａを有している。複数のボール１４は、互いに対向するねじ溝１２ａとねじ溝１３ａとにより構成されるボール転動路に装填されている。
【００４１】
ボールねじ軸１３は、その軸を中心に回転可能なようにベース（固定板）１５に支持されている。このボールねじ軸１３には、複数のボール１４を介してボールねじナット１２がねじはめられている。
【００４２】
このボールねじナット１２にダンパ機構が一体的に取り付けられている。具体的には、ボールねじナット１２に弾性体１の一方側が接するように配置されており、その弾性体１の他方側に接するようにおもり２が配置されている。弾性体１は、素線（たとえば金属細線）を網状に編成することにより構成されている。
【００４３】
弾性体１とおもり２との双方には貫通孔が設けられている。ボルト４は弾性体１とおもり２との双方の貫通孔に挿通されるとともにボールねじナット１２に螺合されている。またボルト４の頭とおもり２との間には補助ばね３が配置されており、この補助ばね３によりおもり２はボールねじナット１２側に付勢されている。このように弾性体１とおもり２とは、ボルト４および補助ばね３によりボールねじナット１２に固定されている。
【００４４】
なお本実施の形態の位置決めテーブルの構成は、上述した構成以外については図３の構成とほぼ同じであるため、その説明を省略する。
【００４５】
本実施の形態によれば、ダンパ機構がボールねじナットに取り付けられているため、装置をコンパクトにすることができる。また補助ばね３のばね定数を変えればダンパ機構のばね定数を変えることもできる。さらにテーブル可動部１１を駆動する力とダンパ機構で発生する振動減衰のための力とが同じ軸線上に作用するため、テーブルの傾きを小さくすることができ、位置決め精度が向上する。
【００４６】
（実施の形態３）
実施の形態２のようにダンパ機構をボールねじナットに一体的に取り付けた場合においても、ダンパ機構のおもりの運動方向が規制されてもよい。以下、その構成について説明する。
【００４７】
図５は、本発明の実施の形態３における位置決めテーブルの構成を概略的に示す部分断面図である。図５を参照して、おもり２の運動方向を規制するための案内部材としてのリニアガイド２２が、おもり２とテーブル可動部１１との間に設けられている。このリニアガイド２２により、おもり２は図中のテーブル移動方向にのみ運動するように、その運動方向を規制されている。すなわち、おもり２が振り子運動する方向とテーブル可動部１１の移動可能方向とが揃えられている。
【００４８】
なお本実施の形態の位置決めテーブルの構成は、上述した構成以外については図４の構成とほぼ同じであるため、同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する
。
【００４９】
本実施の形態によれば、装置を小型化できるとともに、おもり２の運動方向を規制するためのリニアガイド２１が設けられているため、おもり２の運動方向以外の方向に振動が発生することを防止することができる。
【００５０】
上記の実施の形態１〜３において用いられる弾性体１は素線１ａを網状に編成したものであれば、その弾性体１の形状は適宜変更可能である。弾性体１の形状は、たとえば図６（ａ）に示すように矩形状であってもよく、また図６（ｂ）に示すように貫通孔を有する円筒状であってもよい。また弾性体１の形状は、たとえば図６（ｃ）、（ｄ）に示すように矩形状または円筒状の少なくとも一方の面が凹凸面を有していてもよい。また弾性体１は、図６（ｅ）、（ｆ）に示すようにテーブル可動部１１の移動方向に並ぶ複数の分割弾性体１ｂを有し、複数の分割弾性体１ｂの各々は、互いに素線１ａの線径および素線の配置密度の少なくともいずれかにおいて異なっていてもよい。
【００５１】
なお弾性体１は、たとえば筒状（たとえば円筒状）を有する素線の編成体を型に押し込んでプレス成形することにより上記の各形状を付与されてもよい。
【００５２】
図６（ｃ）、（ｄ）に示すように矩形状または円筒状の少なくとも一方の面を凹凸面とすることにより、振動を受ける面の面積を変えることができるため、その面積を変更することにより容易に弾性体の弾性係数を変更することができる。
【００５３】
また図６（ｅ）、（ｆ）に示すように素線１ａの線径や配置密度の異なる分割弾性体を組み合わせることによっても、弾性体１のばね定数を容易に調整することができる。
【００５４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、駆動機構により直線的に移動可能なテーブル可動部を有する位置決めテーブルに特に有利に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態１における位置決めテーブルの構成を概略的に示す部分断面図である。
【図２】駆動機構としてリニアモータ駆動を用いた場合の本発明の実施の形態１における位置決めテーブルの構成を概略的に示す部分断面図である。
【図３】駆動機構としてボールねじ駆動を用いた場合の本発明の実施の形態１における位置決めテーブルの構成を概略的に示す部分断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２における位置決めテーブルの構成を概略的に示す部分断面図である。
【図５】本発明の実施の形態３における位置決めテーブルの構成を概略的に示す部分断面図である。
【図６】位置決めテーブルのダンパ機構に用いられる弾性体の構成を示す斜視図（ａ）〜（ｆ）である。
【符号の説明】
【００５７】
１  弾性体、２  おもり、３  補助ばね、４  ボルト、１１  テーブル可動部、１２  
ボールねじナット、１３  ボールねじ軸、１２ａ，１３ａ  ねじ溝、１４  ボール、１５
ベース（固定板）、２１，２２  リニアガイド、３１  リニアモータの可動子、３２  リニアモータの固定子。
【図１】
2007198848.tif 000003
【図２】
2007198848.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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